simgear/scene/sky/newcloud.cxx

   1 // 3D cloud class
   2 //
   3 // Written by Harald JOHNSEN, started April 2005.
   4 //
   5 // Copyright (C) 2005  Harald JOHNSEN - hjohnsen@evc.net
   6 //
   7 // This program is free software; you can redistribute it and/or
   8 // modify it under the terms of the GNU General Public License as
   9 // published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  10 // License, or (at your option) any later version.
  11 //
  12 // This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  13 // WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15 // General Public License for more details.
  16 //
  17 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  18 // along with this program; if not, write to the Free Software
  19 // Foundation, 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA
  20 //
  21 //
  22
  23 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  24 #  include <simgear_config.h>
  25 #endif
  26
  27 #include <simgear/compiler.h>
  28
  29 #include <plib/sg.h>
  30 #include <plib/ssg.h>
  31 #include <simgear/math/sg_random.h>
  32 #include <simgear/misc/sg_path.hxx>
  33
  34 #include STL_ALGORITHM
  35 #include SG_GLU_H
  36
  37 #include "cloudfield.hxx"
  38 #include "newcloud.hxx"
  39
  40
  41 /*
  42 */
  43
  44 static ssgTexture *cloudTextures[SGNewCloud::CLTexture_max];
  45
  46
  47 bool SGNewCloud::useAnisotropic = true;
  48 SGBbCache *SGNewCloud::cldCache = 0;
  49 static bool texturesLoaded = false;
  50 static float minx, maxx, miny, maxy, minz, maxz;
  51
  52 float SGNewCloud::nearRadius = 3500.0f;
  53 bool SGNewCloud::lowQuality = false;
  54 sgVec3 SGNewCloud::sunlight = {0.5f, 0.5f, 0.5f};
  55 sgVec3 SGNewCloud::ambLight = {0.5f, 0.5f, 0.5f};
  56 sgVec3 SGNewCloud::modelSunDir = {0,1,0};
  57
  58
  59 void SGNewCloud::init(void) {
  60         bbId = -1;
  61         fadeActive = false;
  62         duration = 100.0f;
  63         fadetimer = 100.0f;
  64         pauseLength = 0.0f;
  65         last_step = -1.0f;
  66         familly = CLFamilly_nn;
  67         cloudId = (int) this;
  68         sgSetVec3(center, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
  69         sgSetVec3(cloudpos, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
  70         radius = 0.0f;
  71         delta_base = 0.0f;
  72         list_spriteContainer.reserve(8);
  73         list_spriteDef.reserve(40);
  74
  75         if( cldCache == 0 ) {
  76                 cldCache = new SGBbCache;
  77                 cldCache->init( 64 );
  78         }
  79 }
  80
  81 // constructor
  82 SGNewCloud::SGNewCloud(CLFamilly_type classification)
  83 {
  84         init();
  85         familly = classification;
  86 }
  87
  88 SGNewCloud::SGNewCloud(string classification)
  89 {
  90         init();
  91         if( classification == "cu" )
  92                 familly = CLFamilly_cu;
  93         else if( classification == "cb" )
  94                 familly = CLFamilly_cb;
  95         else if( classification == "st" )
  96                 familly = CLFamilly_st;
  97         else if( classification == "ns" )
  98                 familly = CLFamilly_ns;
  99         else if( classification == "sc" )
 100                 familly = CLFamilly_sc;
 101         else if( classification == "as" )
 102                 familly = CLFamilly_as;
 103         else if( classification == "ac" )
 104                 familly = CLFamilly_ac;
 105         else if( classification == "ci" )
 106                 familly = CLFamilly_ci;
 107         else if( classification == "cc" )
 108                 familly = CLFamilly_cc;
 109         else if( classification == "cs" )
 110                 familly = CLFamilly_cs;
 111 }
 112
 113 SGNewCloud::~SGNewCloud() {
 114         list_spriteDef.clear();
 115         list_spriteContainer.clear();
 116         cldCache->free( bbId, cloudId );
 117 }
 118
 119
 120 // load all textures used to draw cloud sprites
 121 void SGNewCloud::loadTextures(const string &tex_path) {
 122         if( texturesLoaded )
 123                 return;
 124         texturesLoaded = true;
 125
 126         SGPath cloud_path;
 127
 128     cloud_path.set(tex_path);
 129     cloud_path.append("cl_cumulus.rgb");
 130     cloudTextures[ CLTexture_cumulus ] = new ssgTexture( cloud_path.str().c_str(), false, false, false );
 131     cloudTextures[ CLTexture_cumulus ]->ref();
 132
 133     cloud_path.set(tex_path);
 134     cloud_path.append("cl_stratus.rgb");
 135     cloudTextures[ CLTexture_stratus ] = new ssgTexture( cloud_path.str().c_str(), false, false, false );
 136     cloudTextures[ CLTexture_stratus ]->ref();
 137
 138 }
 139
 140 void SGNewCloud::startFade(bool direction, float duration, float pauseLength) {
 141       if(duration <= 0.0) {
 142               fadeActive = false;
 143               return;
 144       }
 145       this->direction = direction;
 146       fadetimer = 0.0;
 147       this->duration = duration;
 148       this->pauseLength = pauseLength;
 149       last_step = -1.0;
 150       fadeActive = true;
 151 }
 152 void SGNewCloud::setFade(float howMuch) {
 153       duration = 100.0;
 154       fadetimer = howMuch;
 155       fadeActive = false;
 156       last_step = -1.0;
 157 }
 158
 159
 160 static inline float rayleighCoeffAngular(float cosAngle) {
 161         return 3.0f / 4.0f * (1.0f + cosAngle * cosAngle);
 162 }
 163
 164 // cp is normalized (len==1)
 165 static void CartToPolar3d(sgVec3 cp, sgVec3 polar) {
 166     polar[0] = atan2(cp[1], cp[0]);
 167     polar[1] = SG_PI / 2.0f - atan2(sqrt (cp[0] * cp[0] + cp[1] * cp[1]), cp[2]);
 168         polar[2] = 1.0f;
 169 }
 170
 171 static void PolarToCart3d(sgVec3 p, sgVec3 cart) {
 172     float tmp = cos(p[1]);
 173     cart[0] = cos(p[0]) * tmp;
 174     cart[1] = sin(p[0]) * tmp;
 175     cart[2] = sin(p[1]);
 176 }
 177
 178
 179 // compute the light for a cloud sprite corner
 180 // from the normal and the sun, scaled by the Rayleigh factor
 181 // and finaly added to the ambient light
 182 static inline void lightFunction(sgVec3 normal, sgVec4 light, float pf) {
 183         float cosAngle = sgScalarProductVec3( normal, SGNewCloud::modelSunDir);
 184         float vl = (1.0f - 0.5f + cosAngle * 0.5f) * pf;
 185         sgScaleVec3( light, SGNewCloud::sunlight, 0.25f + 0.75f * vl );
 186         sgAddVec3( light, SGNewCloud::ambLight );
 187         // we need to clamp or else the light will bug when adding transparency
 188         if( light[0] > 1.0 )    light[0] = 1.0;
 189         if( light[1] > 1.0 )    light[1] = 1.0;
 190         if( light[2] > 1.0 )    light[2] = 1.0;
 191         light[3] = 1.0;
 192 }
 193
 194 // compute the light for a cloud sprite
 195 // we use ambient light and orientation versus sun position
 196 void SGNewCloud::computeSimpleLight(sgVec3 FakeEyePos) {
 197         // constant Rayleigh factor if we are not doing Anisotropic lighting
 198         float pf = 1.0f;
 199
 200         list_of_spriteDef::iterator iSprite;
 201         for( iSprite = list_spriteDef.begin() ; iSprite != list_spriteDef.end() ; iSprite++ ) {
 202                 if( useAnisotropic ) {
 203                         sgVec3 eyeDir;
 204             sgSubVec3(eyeDir, iSprite->pos, FakeEyePos);
 205             sgNormaliseVec3(eyeDir);
 206             float cosAngle = sgScalarProductVec3(eyeDir, modelSunDir);
 207             pf = rayleighCoeffAngular(cosAngle);
 208                 }
 209                 lightFunction(iSprite->n0, iSprite->l0, pf);
 210                 lightFunction(iSprite->n1, iSprite->l1, pf);
 211                 lightFunction(iSprite->n2, iSprite->l2, pf);
 212                 lightFunction(iSprite->n3, iSprite->l3, pf);
 213
 214         }
 215 }
 216
 217
 218 // add a new box to the cloud
 219 void SGNewCloud::addContainer (float x, float y, float z, float r, CLbox_type type) {
 220         spriteContainer cont;
 221         sgSetVec3( cont.pos, x, y, z );
 222         cont.r = r;
 223         cont.cont_type = type;
 224         sgSetVec3( cont.center, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
 225         list_spriteContainer.push_back( cont );
 226         // don't place cloud below his base
 227         if( y - r*0.50 < delta_base )
 228                 delta_base = y - r*0.50;
 229 }
 230
 231 // add a sprite inside a box
 232 void SGNewCloud::addSprite(float x, float y, float z, float r, CLbox_type type, int box) {
 233         spriteDef newSpriteDef;
 234         int rank = list_spriteDef.size();
 235         sgSetVec3( newSpriteDef.pos, x, y - delta_base, z);
 236         newSpriteDef.box = box;
 237         newSpriteDef.sprite_type = type;
 238         newSpriteDef.rank = rank;
 239         newSpriteDef.r = r;
 240         list_spriteDef.push_back( newSpriteDef );
 241         spriteContainer *thisBox = &list_spriteContainer[box];
 242         sgVec3 deltaPos;
 243         sgSubVec3( deltaPos, newSpriteDef.pos, thisBox->pos );
 244         sgAddVec3( thisBox->center, deltaPos );
 245
 246         r = r * 0.70f;  // 0.5 * 1.xxx
 247     if( x - r < minx )
 248                 minx = x - r;
 249     if( y - r < miny )
 250                 miny = y - r;
 251     if( z - r < minz )
 252                 minz = z - r;
 253     if( x + r > maxx )
 254                 maxx = x + r;
 255     if( y + r > maxy )
 256                 maxy = y + r;
 257     if( z + r > maxz )
 258                 maxz = z + r;
 259
 260 }
 261
 262 // return a random number between -n/2 and n/2
 263 static float Rnd(float n) {
 264         return n * (-0.5f + sg_random());
 265 }
 266
 267 // generate all sprite with defined boxes
 268 void SGNewCloud::genSprites( void ) {
 269         float x, y, z, r;
 270     int N, sc;
 271         minx = miny = minz = 99999.0;
 272         maxx = maxy = maxz = -99999.0;
 273
 274     N = list_spriteContainer.size();
 275         for(int i = 0 ; i < N ; i++ ) {
 276                 spriteContainer *thisBox = & list_spriteContainer[i];
 277                 // the type defines how the sprites can be positioned inside the box, their size, etc
 278                 switch(thisBox->cont_type) {
 279                         case CLbox_sc:
 280                                 sc = 1;
 281                                 r = thisBox->r + Rnd(0.2f);
 282                                 x = thisBox->pos[SG_X] + Rnd(thisBox->r * 0.75f);
 283                                 y = thisBox->pos[SG_Y] + Rnd(thisBox->r * 0.75f);
 284                                 z = thisBox->pos[SG_Z] + Rnd(thisBox->r * 0.75f);
 285                                 addSprite(x, y, z, r, thisBox->cont_type, i);
 286                                 break;
 287                         case CLbox_stratus:
 288                                 sc = 1;
 289                                 r = thisBox->r;
 290                                 x = thisBox->pos[SG_X];
 291                                 y = thisBox->pos[SG_Y];
 292                                 z = thisBox->pos[SG_Z];
 293                                 addSprite(x, y, z, r, thisBox->cont_type, i);
 294                                 break;
 295                         case CLbox_cumulus:
 296                                 for( sc = 0 ; sc <= 4 ; sc ++ ) {
 297                                         r = thisBox->r + Rnd(0.2f);
 298                                         x = thisBox->pos[SG_X] + Rnd(thisBox->r * 0.75f);
 299                                         y = thisBox->pos[SG_Y] + Rnd(thisBox->r * 0.5f);
 300                                         z = thisBox->pos[SG_Z] + Rnd(thisBox->r * 0.75f);
 301                                         if ( y < thisBox->pos[SG_Y] - thisBox->r / 10.0f )
 302                                                 y = thisBox->pos[SG_Y] - thisBox->r / 10.0f;
 303                                         addSprite(x, y, z, r, thisBox->cont_type, i);
 304                                 }
 305                                 break;
 306                         default:
 307                                 for( sc = 0 ; sc <= 4 ; sc ++ ) {
 308                                         r = thisBox->r + Rnd(0.2f);
 309                                         x = thisBox->pos[SG_X] + Rnd(thisBox->r);
 310                                         y = thisBox->pos[SG_Y] + Rnd(thisBox->r);
 311                                         z = thisBox->pos[SG_Z] + Rnd(thisBox->r);
 312                                         addSprite(x, y, z, r, thisBox->cont_type, i);
 313                                 }
 314                                 break;
 315                 }
 316         sgScaleVec3(thisBox->center, 1.0f / sc);
 317         }
 318
 319         radius = maxx - minx;
 320     if ( (maxy - miny) > radius )
 321                 radius = (maxy - miny);
 322     if ( (maxz - minz) > radius )
 323                 radius = (maxz - minz);
 324     radius /= 2.0f;
 325     sgSetVec3( center, (maxx + minx) / 2.0f, (maxy + miny) / 2.0f, (maxz + minz) / 2.0f );
 326
 327         const float ang = 45.0f * SG_PI / 180.0f;
 328
 329         // compute normals
 330         list_of_spriteDef::iterator iSprite;
 331         for( iSprite = list_spriteDef.begin() ; iSprite != list_spriteDef.end() ; iSprite++ ) {
 332                 sgVec3 normal;
 333                 spriteContainer *thisSpriteContainer = &list_spriteContainer[iSprite->box];
 334                 if( familly == CLFamilly_sc || familly == CLFamilly_cu || familly == CLFamilly_cb) {
 335                         sgSubVec3(normal, iSprite->pos, center);
 336                 } else {
 337                         sgSubVec3(normal, iSprite->pos, thisSpriteContainer->pos);
 338                         sgSubVec3(normal, thisSpriteContainer->center);
 339                         sgSubVec3(normal, cloudpos);
 340                 }
 341                 if( normal[0] == 0.0f && normal[1] == 0.0f && normal[2] == 0.0f )
 342                         sgSetVec3( normal, 0.0f, 1.0f, 0.0f );
 343         sgNormaliseVec3(normal);
 344                 // use exotic lightning function, this will give more 'relief' to the clouds
 345                 // compute a normal for each vextex this will simulate a smooth shading for a round shape
 346                 sgVec3 polar, pt;
 347                 // I suspect this code to be bugged...
 348         CartToPolar3d(normal, polar);
 349                 sgCopyVec3(iSprite->normal, normal);
 350
 351                 // offset the normal vector by some angle for each vertex
 352         sgSetVec3(pt, polar[0] - ang, polar[1] - ang, polar[2]);
 353         PolarToCart3d(pt, iSprite->n0);
 354         sgSetVec3(pt, polar[0] + ang, polar[1] - ang, polar[2]);
 355         PolarToCart3d(pt, iSprite->n1);
 356         sgSetVec3(pt, polar[0] + ang, polar[1] + ang, polar[2]);
 357         PolarToCart3d(pt, iSprite->n2);
 358         sgSetVec3(pt, polar[0] - ang, polar[1] + ang, polar[2]);
 359         PolarToCart3d(pt, iSprite->n3);
 360         }
 361
 362         // experimental : clouds are dissipating with time
 363         if( familly == CLFamilly_cu ) {
 364                 startFade(true, 300.0f, 30.0f);
 365                 fadetimer = sg_random() * 300.0f;
 366         }
 367 }
 368
 369
 370 // definition of a cu cloud, only for testing
 371 void SGNewCloud::new_cu(void) {
 372         float s = 250.0f;
 373         float r = Rnd(1.0) + 0.5;
 374         if( r < 0.5f ) {
 375                 addContainer(0.0f, 0.0f, 0.0f, s, CLbox_cumulus);
 376                 addContainer(s, 0, 0, s, CLbox_cumulus);
 377                 addContainer(0, 0, 2 * s, s, CLbox_cumulus);
 378                 addContainer(s, 0, 2 * s, s, CLbox_cumulus);
 379
 380                 addContainer(-1.2f * s, 0.2f * s, s, s * 1.4f, CLbox_cumulus);
 381                 addContainer(0.2f * s, 0.2f * s, s, s * 1.4f, CLbox_cumulus);
 382                 addContainer(1.6f * s, 0.2f * s, s, s * 1.4f, CLbox_cumulus);
 383         } else if ( r < 0.90f ) {
 384                 addContainer(0, 0, 0, s * 1.2, CLbox_cumulus);
 385                 addContainer(s, 0, 0, s, CLbox_cumulus);
 386                 addContainer(0, 0, s, s, CLbox_cumulus);
 387                 addContainer(s * 1.1, 0, s, s * 1.2, CLbox_cumulus);
 388
 389                 addContainer(-1.2 * s, 1 + 0.2 * s, s * 0.5, s * 1.4, CLbox_standard);
 390                 addContainer(0.2 * s, 1 + 0.25 * s, s * 0.5, s * 1.5, CLbox_standard);
 391                 addContainer(1.6 * s, 1 + 0.2 * s, s * 0.5, s * 1.4, CLbox_standard);
 392
 393         } else {
 394                 // cb
 395                 s = 675.0f;
 396                 addContainer(0, 0, 0, s, CLbox_cumulus);
 397                 addContainer(0, 0, s, s, CLbox_cumulus);
 398                 addContainer(s, 0, s, s, CLbox_cumulus);
 399                 addContainer(s, 0, 0, s, CLbox_cumulus);
 400
 401                 addContainer(s / 2, s, s / 2, s * 1.5, CLbox_standard);
 402
 403                 addContainer(0, 2 * s, 0, s, CLbox_standard);
 404                 addContainer(0, 2 * s, s, s, CLbox_standard);
 405                 addContainer(s, 2 * s, s, s, CLbox_standard);
 406                 addContainer(s, 2 * s, 0, s, CLbox_standard);
 407
 408         }
 409         genSprites();
 410 }
 411
 412
 413 // define the new position of the cloud (inside the cloud field, not on sphere)
 414 void SGNewCloud::SetPos(sgVec3 newPos) {
 415     int N = list_spriteDef.size();
 416     sgVec3 deltaPos;
 417         sgSubVec3( deltaPos, newPos, cloudpos );
 418
 419     // for each particle
 420         for(int i = 0 ; i < N ; i ++) {
 421                 sgAddVec3( list_spriteDef[i].pos, deltaPos );
 422         }
 423         sgAddVec3( center, deltaPos );
 424     sgSetVec3( cloudpos, newPos[SG_X], newPos[SG_Y], newPos[SG_Z]);
 425 }
 426
 427
 428
 429
 430 void SGNewCloud::drawContainers() {
 431
 432
 433 }
 434
 435
 436
 437 // sort on distance to eye because of transparency
 438 void SGNewCloud::sortSprite( sgVec3 eye ) {
 439         list_of_spriteDef::iterator iSprite;
 440
 441         // compute distance from sprite to eye
 442         for( iSprite = list_spriteDef.begin() ; iSprite != list_spriteDef.end() ; iSprite++ ) {
 443                 sgVec3 dist;
 444                 sgSubVec3( dist, iSprite->pos, eye );
 445                 iSprite->dist = -(dist[0]*dist[0] + dist[1]*dist[1] + dist[2]*dist[2]);
 446         }
 447         std::sort( list_spriteDef.begin(), list_spriteDef.end() );
 448 }
 449
 450 // render the cloud on screen or on the RTT texture to build the impostor
 451 void SGNewCloud::Render3Dcloud( bool drawBB, sgVec3 FakeEyePos, sgVec3 deltaPos, float dist_center ) {
 452
 453         float step = ( list_spriteDef.size() * (direction ? fadetimer : duration-fadetimer)) / duration;
 454         int clrank = (int) step;
 455         float clfadeinrank = (step - clrank);
 456         last_step = step;
 457
 458         float CloudVisFade = 1.0 / (0.7f * SGCloudField::get_CloudVis());
 459         // blend clouds with sky based on distance to limit the contrast of distant cloud
 460         float t = 1.0f - dist_center * CloudVisFade;
 461 //      if ( t < 0.0f )
 462 //              return;
 463
 464     computeSimpleLight( FakeEyePos );
 465
 466     // view point sort, we sort because of transparency
 467         sortSprite( FakeEyePos );
 468
 469         float dark = (familly == CLFamilly_cb ? 0.9f : 1.0f);
 470
 471         GLint previousTexture = -1, thisTexture;
 472         list_of_spriteDef::iterator iSprite;
 473         for( iSprite = list_spriteDef.begin() ; iSprite != list_spriteDef.end() ; iSprite++ ) {
 474                 // skip this sprite if faded
 475                 if(iSprite->rank > clrank)
 476                         continue;
 477                 // choose texture to use depending on sprite type
 478                 switch(iSprite->sprite_type) {
 479                         case CLbox_stratus:
 480                                 thisTexture = CLTexture_stratus;
 481                                 break;
 482                         default:
 483                                 thisTexture = CLTexture_cumulus;
 484                                 break;
 485                 }
 486                 // in practice there is no texture switch (atm)
 487                 if( previousTexture != thisTexture ) {
 488                         previousTexture = thisTexture;
 489                         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, cloudTextures[thisTexture]->getHandle());
 490                 }
 491
 492                         sgVec3 translate;
 493                         sgSubVec3( translate, iSprite->pos, deltaPos);
 494
 495
 496                         // flipx and flipy are random texture flip flags, this gives more random clouds
 497                         float flipx = (float) ( iSprite->rank & 1 );
 498                         float flipy = (float) ( (iSprite->rank >> 1) & 1 );
 499                         // cu texture have a flat bottom so we can't do a vertical flip
 500                         if( iSprite->sprite_type == CLbox_cumulus )
 501                                 flipy = 0.0f;
 502 //                      if( iSprite->sprite_type == CLbox_stratus )
 503 //                              flipx = 0.0f;
 504                         // adjust colors depending on cloud type
 505                         // TODO : rewrite that later, still experimental
 506                         switch(iSprite->sprite_type) {
 507                                 case CLbox_cumulus:
 508                                         // dark bottom
 509                     sgScaleVec3(iSprite->l0, 0.8f * dark);
 510                     sgScaleVec3(iSprite->l1, 0.8f * dark);
 511                                         sgScaleVec3(iSprite->l2, dark);
 512                                         sgScaleVec3(iSprite->l3, dark);
 513                                         break;
 514                                 case CLbox_stratus:
 515                                         // usually dark grey
 516                                         if( familly == CLFamilly_st ) {
 517                                                 sgScaleVec3(iSprite->l0, 0.8f);
 518                                                 sgScaleVec3(iSprite->l1, 0.8f);
 519                                                 sgScaleVec3(iSprite->l2, 0.8f);
 520                                                 sgScaleVec3(iSprite->l3, 0.8f);
 521                                         } else {
 522                                                 sgScaleVec3(iSprite->l0, 0.7f);
 523                                                 sgScaleVec3(iSprite->l1, 0.7f);
 524                                                 sgScaleVec3(iSprite->l2, 0.7f);
 525                                                 sgScaleVec3(iSprite->l3, 0.7f);
 526                                         }
 527                                         break;
 528                                 default:
 529                                         // darker bottom than top
 530                     sgScaleVec3(iSprite->l0, 0.8f);
 531                     sgScaleVec3(iSprite->l1, 0.8f);
 532                                         break;
 533                         }
 534                         float r = iSprite->r * 0.5f;
 535
 536                         sgVec4 l0, l1, l2, l3;
 537                         sgCopyVec4 ( l0, iSprite->l0 );
 538                         sgCopyVec4 ( l1, iSprite->l1 );
 539                         sgCopyVec4 ( l2, iSprite->l2 );
 540                         sgCopyVec4 ( l3, iSprite->l3 );
 541                         if( ! drawBB ) {
 542                                 // now clouds at the far plane are half blended
 543                                 sgScaleVec4( l0, t );
 544                                 sgScaleVec4( l1, t );
 545                                 sgScaleVec4( l2, t );
 546                                 sgScaleVec4( l3, t );
 547                         }
 548                         if( iSprite->rank == clrank ) {
 549                                 sgScaleVec4( l0, clfadeinrank );
 550                                 sgScaleVec4( l1, clfadeinrank );
 551                                 sgScaleVec4( l2, clfadeinrank );
 552                                 sgScaleVec4( l3, clfadeinrank );
 553                         }
 554                         // compute the rotations so that the quad is facing the camera
 555                         sgVec3 pos;
 556                         sgSetVec3( pos, translate[SG_X], translate[SG_Z], translate[SG_Y] );
 557                         sgCopyVec3( translate, pos );
 558                         translate[2] -= FakeEyePos[1];
 559 //                      sgNormaliseVec3( translate );
 560                         float dist_sprite = sgLengthVec3 ( translate );
 561                         sgScaleVec3 ( translate, SG_ONE / dist_sprite ) ;
 562                         sgVec3 x, y, up = {0.0f, 0.0f, 1.0f};
 563                         if( dist_sprite > 2*r ) {
 564                                 sgVectorProductVec3(x, translate, up);
 565                                 sgVectorProductVec3(y, x, translate);
 566                         } else {
 567                                 sgCopyVec3( x, SGCloudField::view_X );
 568                                 sgCopyVec3( y, SGCloudField::view_Y );
 569                         }
 570                         sgScaleVec3(x, r);
 571                         sgScaleVec3(y, r);
 572
 573                         sgVec3 left, right;
 574                         if( drawBB )
 575                                 sgSetVec3( left, iSprite->pos[SG_X], iSprite->pos[SG_Z], iSprite->pos[SG_Y]);
 576                         else
 577                                 sgCopyVec3( left, pos );
 578                         sgSubVec3 (left, y);
 579                         sgAddVec3 (right, left, x);
 580                         sgSubVec3 (left, x);
 581
 582                         glBegin(GL_QUADS);
 583                                 glColor4fv(l0);
 584                 glTexCoord2f(flipx, 1.0f - flipy);
 585                 glVertex3fv(left);
 586                 glColor4fv(l1);
 587                 glTexCoord2f(1.0f - flipx, 1.0f - flipy);
 588                 glVertex3fv(right);
 589                                 sgScaleVec3( y, 2.0 );
 590                                 sgAddVec3( left, y);
 591                                 sgAddVec3( right, y);
 592                 glColor4fv(l2);
 593                 glTexCoord2f(1.0f - flipx, flipy);
 594                 glVertex3fv(right);
 595                 glColor4fv(l3);
 596                 glTexCoord2f(flipx, flipy);
 597                 glVertex3fv(left);
 598
 599                         glEnd();
 600
 601         }
 602 }
 603
 604
 605 // compute rotations so that a quad is facing the camera
 606 // TODO:change obsolete code because we dont use glrotate anymore
 607 void SGNewCloud::CalcAngles(sgVec3 refpos, sgVec3 FakeEyePos, float *angleY, float *angleX) {
 608     sgVec3 upAux, lookAt, objToCamProj, objToCam;
 609         float angle, angle2;
 610
 611     sgSetVec3(objToCamProj, -FakeEyePos[SG_X] + refpos[SG_X], -FakeEyePos[SG_Z] + refpos[SG_Z], 0.0f);
 612     sgNormaliseVec3(objToCamProj);
 613
 614     sgSetVec3(lookAt, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
 615     sgVectorProductVec3(upAux, lookAt, objToCamProj);
 616     angle = sgScalarProductVec3(lookAt, objToCamProj);
 617         if( (angle < 0.9999f) && (angle > -0.9999f) ) {
 618         angle = acos(angle) * 180.0f / SG_PI;
 619         if( upAux[2] < 0.0f )
 620             angle = -angle;
 621         } else
 622         angle = 0.0f;
 623
 624     sgSetVec3(objToCam, -FakeEyePos[SG_X] + refpos[SG_X], -FakeEyePos[SG_Z] + refpos[SG_Z], -FakeEyePos[SG_Y] + refpos[SG_Y]);
 625         sgNormaliseVec3(objToCam);
 626
 627     angle2 = sgScalarProductVec3(objToCamProj, objToCam);
 628         if( (angle2 < 0.9999f) && (angle2 > -0.9999f) ) {
 629         angle2 = -acos(angle2) * 180.0f / SG_PI;
 630         if(  objToCam[2] > 0.0f )
 631             angle2 = -angle2;
 632         } else
 633         angle2 = 0.0f;
 634
 635         angle2 += 90.0f;
 636
 637         *angleY = angle;
 638     *angleX = angle2;
 639 }
 640
 641 // draw a cloud but this time we use the impostor texture
 642 void SGNewCloud::RenderBB(sgVec3 deltaPos, bool first_time, float dist_center) {
 643
 644                 sgVec3 translate;
 645                 sgSubVec3( translate, center, deltaPos);
 646
 647                 // blend clouds with sky based on distance to limit the contrast of distant cloud
 648                 float CloudVisFade = (1.0f * SGCloudField::get_CloudVis());
 649
 650                 float t = 1.0f - (dist_center - 1.0*radius) / CloudVisFade;
 651                 if ( t < 0.0f )
 652                         return;
 653                 if( t > 1.0f )
 654                         t = 1.0f;
 655                 if( t > 0.50f )
 656                         t *= 1.1f;
 657         glColor4f(t, t, t, t);
 658         float r = radius;
 659                 // compute the rotations so that the quad is facing the camera
 660                 sgVec3 pos;
 661                 sgSetVec3( pos, translate[SG_X], translate[SG_Z], translate[SG_Y] );
 662                 sgCopyVec3( translate, pos );
 663                 pos[2] += deltaPos[1];
 664
 665                 sgNormaliseVec3( translate );
 666                 sgVec3 x, y, up = {0.0f, 0.0f, 1.0f};
 667                 sgVectorProductVec3(x, translate, up);
 668                 sgVectorProductVec3(y, x, translate);
 669                 if(first_time) {
 670                         sgCopyVec3( rotX, x );
 671                         sgCopyVec3( rotY, y );
 672                 } else if(fabs(sgScalarProductVec3(rotX, x)) < 0.93f || fabs(sgScalarProductVec3(rotY, y)) < 0.93f ) {
 673                         // ask for a redraw of this impostor if the view angle changed too much
 674                         sgCopyVec3( rotX, x );
 675                         sgCopyVec3( rotY, y );
 676                         cldCache->invalidate(cloudId, bbId);
 677                 }
 678                 sgScaleVec3(x, r);
 679                 sgScaleVec3(y, r);
 680
 681                 sgVec3 left, right;
 682                 sgCopyVec3( left, pos );
 683                 sgSubVec3 (left, y);
 684                 sgAddVec3 (right, left, x);
 685                 sgSubVec3 (left, x);
 686
 687                 glBegin(GL_QUADS);
 688                         glTexCoord2f(0.0f, 0.0f);
 689             glVertex3fv(left);
 690                         glTexCoord2f(1.0f, 0.0f);
 691             glVertex3fv(right);
 692                         sgScaleVec3( y, 2.0 );
 693                         sgAddVec3( left, y);
 694                         sgAddVec3( right, y);
 695                         glTexCoord2f(1.0f, 1.0f);
 696             glVertex3fv(right);
 697                         glTexCoord2f(0.0f, 1.0f);
 698             glVertex3fv(left);
 699                 glEnd();
 700
 701 #if 0   // debug only
 702                 int age = cldCache->queryImpostorAge(bbId);
 703                 // draw a red border for the newly generated BBs else draw a white border
 704         if( age < 200 )
 705             glColor3f(1, 0, 0);
 706                 else
 707             glColor3f(1, 1, 1);
 708
 709         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
 710         glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);
 711         glBegin(GL_QUADS);
 712             glVertex2f(-r, -r);
 713             glVertex2f(r, -r);
 714             glVertex2f(r, r);
 715             glVertex2f(-r, r);
 716         glEnd();
 717                 glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_FILL);
 718
 719 #endif
 720
 721 }
 722
 723 // determine if it is a good idea to use an impostor to render the cloud
 724 bool SGNewCloud::isBillboardable(float dist) {
 725
 726         if( dist <= ( 2.1f * radius ) ) {
 727         // inside cloud
 728         return false;
 729         }
 730         if( (dist-radius) <= nearRadius ) {
 731         // near clouds we don't want to use BB
 732         return false;
 733         }
 734         return true;
 735 }
 736
 737
 738
 739 // render the cloud, fakepos is a relative position inside the cloud field
 740 void SGNewCloud::Render(sgVec3 FakeEyePos) {
 741         sgVec3 dist;
 742
 743         sgVec3 deltaPos;
 744         sgCopyVec3( deltaPos, FakeEyePos);
 745         deltaPos[1] = 0.0;
 746     sgSubVec3( dist, center, FakeEyePos);
 747     float dist_center = sgLengthVec3(dist);
 748
 749         if( fadeActive ) {
 750                 fadetimer += SGCloudField::timer_dt;
 751                 if( fadetimer > duration + pauseLength ) {
 752                         // fade out after fade in, and vice versa
 753                         direction = ! direction;
 754                         fadetimer = 0.0;
 755                 }
 756         }
 757
 758         if( !isBillboardable(dist_center) ) {
 759                 // not a good candidate for impostors, draw a real cloud
 760                 Render3Dcloud(false, FakeEyePos, deltaPos, dist_center);
 761         } else {
 762                 GLuint texID = 0;
 763                         bool first_time = false;
 764                         // lets use our impostor
 765                         if( bbId >= 0)
 766                                 texID = cldCache->QueryTexID(cloudId, bbId);
 767
 768                         // ok someone took our impostor, so allocate a new one
 769                         if( texID == 0 ) {
 770                 // allocate a new Impostor
 771                 bbId = cldCache->alloc(cloudId);
 772                                 texID = cldCache->QueryTexID(cloudId, bbId);
 773                                 first_time = true;
 774                         }
 775                         if( texID == 0 ) {
 776                 // no more free texture in the pool
 777                 Render3Dcloud(false, FakeEyePos, deltaPos, dist_center);
 778                         } else {
 779                 float angleX=0.0f, angleY=0.0f;
 780
 781                                 // force a redraw of the impostor if the cloud shape has changed enought
 782                                 float step = ( list_spriteDef.size() * (direction ? fadetimer : duration-fadetimer)) / duration;
 783                                 if( fabs(step - last_step) > 0.5f )
 784                                         cldCache->invalidate(cloudId, bbId);
 785
 786                                 if( ! cldCache->isBbValid( cloudId, bbId, angleY, angleX)) {
 787                     // we must build or rebuild this billboard
 788                                         // start render to texture
 789                     cldCache->beginCapture();
 790                                         // set transformation matrices
 791                     cldCache->setRadius(radius, dist_center);
 792                                         gluLookAt(FakeEyePos[SG_X], FakeEyePos[SG_Z], FakeEyePos[SG_Y], center[SG_X], center[SG_Z], center[SG_Y], 0.0, 0.0, 1.0);
 793                                         // draw into texture
 794                     Render3Dcloud(true, FakeEyePos, deltaPos, dist_center);
 795                                         // save rotation angles for later use
 796                                         // TODO:this is not ok
 797                                         cldCache->setReference(cloudId, bbId, angleY, angleX);
 798                                         // save the rendered cloud into the cache
 799                                         cldCache->setTextureData( bbId );
 800                                         // finish render to texture and go back into standard context
 801                     cldCache->endCapture();
 802                                 }
 803                 // draw the newly built BB or an old one
 804                 glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texID);
 805                 RenderBB(FakeEyePos, first_time, dist_center);
 806                         }
 807         }
 808
 809 }
 810